CN105241062A - 螺杆式水源热泵节能型开水机组系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺杆式水源热泵节能型开水机组系统，包括中温热源水箱、中温补水蓄热水箱、第一水泵及开水循环加热水箱，中温热源水箱设有补水预热盘管，补水预热盘管、中温补水蓄热水箱、第一水泵及开水循环加热水箱依次串连连接，补水预热盘管连接进水口连通自来水管网，中温热源水箱连接有普通风冷热泵热水主机或/和废热源换热器，废热源换热器的热源循环管连通废热源管网；开水循环加热水箱连接有水源高温热泵，水源高温热泵的热源循环管连通中温热源水箱。本发明螺杆式水源热泵节能型开水机组系统，开水加热至100℃以上，主动加热和废热均能利用，还可同时应用，使水温加热的效率COP＞2，提高加热设备的运行稳定性和机组寿命。

Description

螺杆式水源热泵节能型开水机组系统

技术领域

本发明属于制热技术领域，具体的说，涉及一种螺杆式水源热泵节能型开水机组系统。

背景技术

目前，要做到开水的温度（96-100℃），通常采用煤、油、天然气、电锅炉等直接加热方式或用蒸汽换热方式，但上述方法的COP值均小于1，系统的效率较低，耗能高。而影响机组的COP的因素有以下几点：a、压缩机的性能系数b、热泵机组的系统匹配性。而压缩机性能固定后，想要提高系统的效率和节能性，只能从系统着手，而系统的设计匹配技术要求高，难度大，目前市场上仍未出现一种高效节能的开水机组系统。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种螺杆式水源热泵节能型开水机组系统，能高效/节能/稳定/量大地将水温加热至97-100℃，通过空气源+水源高温热泵开水机组复叠式应用或利用50℃左右废热源+水源高温热泵开水机组一次应用，必要时还可同时利用，能提高水温加热工况运行的稳定性，通过系统对水温/主机/水泵等辅件的控制设定，实现系统的自动运转，提高了机组的使用寿命，提高了水温加热的效率。

本发明目的是这样实现的：一种螺杆式水源热泵节能型开水机组系统，其关键在于：包括中温热源水箱、中温补水蓄热水箱、第一水泵及开水循环加热水箱，所述中温热源水箱内设有补水预热盘管，所述补水预热盘管、中温补水蓄热水箱、第一水泵及开水循环加热水箱依次串连连接，所述补水预热盘管连接有水源入管，所述中温热源水箱连接有普通风冷热泵热水主机，所述开水循环加热水箱连接有水源高温热泵，该水源高温热泵的热源循环管连通所述中温热源水箱。所述水源高温热泵为螺杆式水源热泵节能型开水泵主机。

采用上述结构，1、当机组通过普通风冷热泵热水主机加热时，普通风冷热泵热水主机的压缩机启动运行，通过普通风冷热泵热水主机风机向外吹出冷气，而吸收空气中热量，将中温热源水箱的水泵入普通风冷热泵热水主机，通过水与冷媒的交换而吸收热量后再回到中温热源水箱，设计工况进/出水温上升5度，当中温热源水箱水温达到设定温度时，通过温控探头，将信号传至普通风冷热泵热水主机主控板，则普通风冷热泵热水主机压缩机停止运行、风机延时30秒后停。若中温热源水箱水温低于设定水温3度时，普通风冷热泵热水主机运行，此时普通风冷热泵热水主机对中温热源水箱的循环加热，水源高温热泵吸收中温热源水箱的热量，为水源高温热泵提供热源，进而对开水循环加热水箱加热，从而使开水循环加热水箱中的温度能够达到100度。

中温补水蓄热水箱的第一水泵运行后，中温补水蓄热水箱内蓄水减少低于高水位，当低于高水位后，补自来水电磁阀打开，自来水经补水预热盘管吸收热量后，而流入中温补水蓄热水箱，达到高位限时给信号自来水电磁阀关闭，停止补水，中温补水蓄热水箱内设有浮球补水阀，双重控制。

2、当项目有废热源时，中温热源水箱的水通过换热器而吸取废热源的热量，通过不断的循环，使中温热源水箱内的水达到设定温度，当达到设定温度后，通过温控探头，将信号传至电箱主控板，停止运行，若中温热源水箱水温低于设定水温5度时，换热器继续给中温热源水箱内的水加热，水源高温热泵吸收中温热源水箱的热量，为水源高温热泵提供热源，进而对开水循环加热水箱加热，从而使开水循环加热水箱中的温度能够达到100度。

中温补水蓄热水箱的第一水泵运行后，中温补水蓄热水箱内蓄水减少低于高水位，至低水位后，补自来水电磁阀打开，自来水经补水预热盘管吸收热量后，而流入中温补水蓄热水箱，达到高位限时给信号自来水电磁阀关闭，停止补水，中温补水蓄热水箱内设有浮球补水阀，双重控制。

3、废热源加热或普通风冷热泵热水主机两种方式可根据项目条件选其一种，若同时具备条件，用户可设定选择废热源加热或普通风冷热泵热水主机，两种方式也可同时设定温度运行。

上述普通风冷热泵热水主机与中温热源水箱之间的水循环管上设有第二水泵，所述中温热源水箱上设有补水管和液位限位装置，液位限位装置即为液位计，液位计将信号传递至补水管的电磁阀，控制水位。上述水源高温热泵与所述中温热源水箱之间的热源循环管上设有第三水泵，该水源高温热泵与所述开水循环加热水箱之间的水循环管上设有第四水泵。上述废热源换热器与中温热源水箱的水循环管上设有第五水泵。

采用上述结构，第二水泵将中温热源水箱中的水泵入普通风冷热泵热水主机中进行加热后，回水至中温热源水箱，进/出水温升设为5度，第三水泵是将开水循环加热水箱的水泵入水源高温热泵加热后，回水至开水循环加热水箱，进/出水温设为5度，第四水泵是将中温热源水箱的水泵入水源高温热泵，为水源高温热泵提供热源，通过控制水泵的流量，进而控制水温。第五水泵是将中温热源水箱的废热源换热器与废热源进行热交换后，回水至中温热源水箱，通过水的流量控制水温。

上述开水循环加热水箱的出水管连接有开水蓄热水箱，该开水蓄热水箱的进水管和出水管上分别设有第六水泵和第七水泵。

采用上述结构，开水循环加热水箱作为开水功能，当达到开水设定温度后，可另泵入开水蓄热水箱储存备用。所述中温热源水箱、中温补水蓄热水箱、开水循环加热水箱和开水蓄热水箱内均装有高、中、低水位检测器，并通过第一水泵与第六水泵和第七水泵配合调节中温热源水箱、中温补水蓄热水箱、开水循环加热水箱和开水蓄热水箱内的水位，在各水箱内均装有机械浮球阀，以防电子装置失效后溢水。

将本发明系统与电锅炉加热开水进行对比试验：

1、本发明系统的能耗计算：

普通型风冷热泵热水机组：热水水温55℃一吨水平均约耗电14kwh，

补水箱：55℃一吨水约耗电14kwh，

螺杆式水源高温热泵：热水55℃温升45度约耗电16kwh，

从常温（15℃）自来水至100℃开水，一吨开水主机耗电14+14+16=44kwh

水泵耗能加3kwh

结果：本发明系统一吨开水共计耗电47kwh/t

2、采用电锅炉温升85℃，一吨开水共耗电85*1.163/0.95=104kwh。

3、对比结果：现有采用电开水锅炉加热一吨开水的耗电是本发明系统的2.212倍。说明本发明系统更加高效节能。

有益效果：

本发明一种螺杆式水源热泵节能型开水机组系统，能高效地将水温加热至100℃以上，主动加热和废热均能利用，必要时还可双管齐下，同时利用，提高了水温加热系统的稳定性，通过对水泵及主机各辅件的智能控制，实现加热系统的自动自控运转，使水温加热的效率COP值＞2，提高了螺杆式机组高温运行的稳定性，延长了螺杆式机组使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；其中1为中温热源水箱、2为中温补水蓄热水箱、3为开水循环加热水箱、4为普通风冷热泵热水主机、5为废热源换热器、6为水源高温热泵、7为开水蓄热水箱，8为各开水使用点管路；

M1为第一水泵：从中温补水蓄热水箱向开水循环加热水箱补水，

M2为第二水泵：从中温热源水箱向普通风冷热泵热水主机循环加热补水，

M3为第三水泵：从开水循环加热水箱向水源高温热泵循环加热补水，

M4为第四水泵：从中温热源水箱向水源高温热泵循环加热补水，

M5为第五水泵：从中温热源水箱向废热源换热器循环加热补水，

M6为第六水泵：从开水循环加热水箱向开水蓄热水箱循环加热补水，

M7为第七水泵：从开水蓄热水箱向各开水使用点加压送水，

1a为补水电磁阀，

1b为液位控制器。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

实施例：

如图1所示：一种螺杆式水源热泵节能型开水机组系统，由中温热源水箱1、中温补水蓄热水箱2、第一水泵M1及开水循环加热水箱3组成，所述中温热源水箱1内设有补水预热盘管9，所述补水预热盘管9、中温补水蓄热水箱2、第一水泵M1及开水循环加热水箱3依次串连连接，所述补水预热盘管9连接进水口连通自来水管网，并安装有电磁阀，所述中温热源水箱1连接有普通风冷热泵热水主机4和废热源换热器5，该废热源换热器5的热源循环管连通废热源管网；所述开水循环加热水箱3连接有水源高温热泵6，该水源高温热泵6的热源循环管连通所述中温热源水箱1。所述水源高温热泵6为螺杆式水源高温热泵。

所述普通风冷热泵热水主机4与中温热源水箱1之间的水循环管上设有第二水泵M2，所述中温热源水箱1上设有补水管电磁阀1a和液位控制装置1b。所述水源高温热泵6与所述中温热源水箱1之间的热源循环管上设有第三水泵M3，该水源高温热泵6与所述开水循环加热水箱3之间的水循环管上设有第四水泵M4。所述废热源换热器5与中温热源水箱1的水循环管上设有第五水泵M5。所述开水循环加热水箱3的出水管连接有开水蓄热水箱7，该开水蓄热水箱7的进水管和出水管上分别设有第六水泵M6和第七水泵M7，开水经第七水泵M7、各开水使用点管路8后到达开水使用点。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，如普通风冷热泵热水主机、废热源换热器二选一，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种螺杆式水源热泵节能型开水机组系统，其特征在于：包括中温热源水箱（1）、中温补水蓄热水箱（2）、第一水泵（M1）及开水循环加热水箱（3），所述中温热源水箱（1）内设有补水预热盘管（9），所述补水预热盘管（9）、中温补水蓄热水箱（2）、第一水泵（M1）及开水循环加热水箱（3）依次串连连接，所述补水预热盘管（9）连接进水口连通自来水管网，并安装有电磁阀，所述中温热源水箱（1）连接有普通风冷热泵热水主机（4）或/和废热源换热器（5），该废热源换热器（5）的热源循环管连通废热源管网；

所述开水循环加热水箱（3）连接有水源高温热泵（6），该水源高温热泵（6）的热源循环管连通所述中温热源水箱（1）。

2.根据权利要求1所述的螺杆式水源热泵节能型开水机组系统，其特征在于：所述普通风冷热泵热水主机（4）与中温热源水箱（1）之间的水循环管上设有第二水泵（M2），所述中温热源水箱（1）上设有补水管（1a）和液位限位装置（1b）。

3.根据权利要求1或2所述的螺杆式水源热泵节能型开水机组系统，其特征在于：所述水源高温热泵（6）与所述中温热源水箱（1）之间的热源循环管上设有第三水泵（M3），该水源高温热泵（6）与所述开水循环加热水箱（3）之间的水循环管上设有第四水泵（M4）。

4.根据权利要求3所述的螺杆式水源热泵节能型开水机组系统，其特征在于：所述废热源换热器（5）与中温热源水箱（1）的水循环管上设有第五水泵（M5）。

5.根据权利要求3所述的螺杆式水源热泵节能型开水机组系统，其特征在于：所述开水循环加热水箱（3）的出水管连接有开水蓄热水箱（7），该开水蓄热水箱（7）的进水管和出水管上分别设有第六水泵（M6）和第七水泵（M7）。